Polymer Catalysts and Affinants (Journal of Polymer Science Symposium) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1981-04

价格:USD 42.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780471090144

丛书系列:

图书标签:

• Polymer Catalysis
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• Affinants
• Journal of Polymer Science
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• Polymer Synthesis

聚合物催化剂与亲和剂：作用机制、设计策略与前沿应用 引言 在现代化学工业和材料科学的广阔领域中，聚合物催化剂和亲和剂扮演着至关重要的角色。它们不仅能够极大地提高化学反应的效率和选择性，还能在生物传感、药物递送、分离纯化等诸多领域展现出独特的优势。本书《聚合物催化剂与亲和剂》（Journal of Polymer Science Symposium）旨在深入探讨这两类关键材料的最新研究进展，汇集了来自全球顶尖科研机构和学者的前沿成果。本书内容聚焦于理解聚合物在催化和亲和过程中的作用机制，探索新型聚合物的设计策略，并展示其在实际应用中的巨大潜力。本书并非简单罗列研究成果，而是试图从根本上解析聚合物材料的独特性质如何赋予其强大的催化和亲和能力，并为未来的研究和开发提供理论指导和实践参考。 第一部分：聚合物催化剂的作用机制与设计 1. 聚合物作为催化剂载体与活性中心： 聚合物作为催化剂载体，能够为均相催化剂提供固载化平台，从而实现催化剂的易于分离和回收，克服了传统均相催化剂难以分离的缺点。同时，聚合物骨架的刚性或柔性、孔隙结构以及表面化学性质都可以影响负载催化剂的活性和选择性。书中的相关章节将详细阐述聚合物载体如何通过空间位阻、电子效应、氢键作用等影响催化反应的微观环境，进而调控反应速率和产物分布。 此外，聚合物本身也可以作为催化剂的活性中心。例如，具有特定官能团（如胺基、羧基、羟基、咪唑基等）的聚合物可以直接参与催化反应，或通过活化反应物分子起到催化作用。本书将深入分析这些聚合物活性中心的催化机理，包括路易斯酸碱催化、布朗斯台德酸碱催化、氧化还原催化等，并介绍如何通过精确调控聚合物结构（如单体组成、链段排布、交联密度）来优化催化活性。 2. 聚合物催化剂的设计策略： 嵌段共聚物与自组装： 嵌段共聚物能够通过其不同链段之间的相分离形成有序的微相结构，如球状、圆柱状、层状等。这些微相结构可以为催化反应提供高度有序的微反应器，实现催化剂的空间聚集和反应物的定向输运，从而提高催化效率。本书将探讨如何利用嵌段共聚物的自组装行为来设计具有特定纳米结构的聚合物催化剂，并分析这些结构对催化性能的影响。 交联聚合物网络： 交联聚合物形成的三维网络结构为催化剂提供了稳定的骨架，并且可以通过调控交联度来控制溶胀性、孔径大小和表面积。本书将详细介绍如何通过改变交联剂的种类和用量，以及聚合方法（如本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合等），来制备具有理想催化性能的交联聚合物催化剂。特别是，将讨论如何设计具有微孔或介孔结构的聚合物催化剂，以促进反应物在催化剂内部的扩散，提高催化剂的利用率。 功能化聚合物： 通过在聚合物链上引入特定的催化活性基团，可以赋予聚合物催化能力。本书将重点介绍各种官能团化策略，包括共聚、后修饰等，以及如何通过精确控制官能团的密度、分布和化学环境来优化催化性能。例如，引入手性官能团可以实现聚合物的手性催化，为不对称合成提供绿色高效的解决方案。 模拟生物酶的聚合物催化剂： 模仿生物酶的催化机制是聚合物催化剂设计的重要方向。本书将探讨如何利用聚合物的“分子笼”效应、协同催化效应等来模拟酶的活性位点，实现对反应的高选择性和高效率催化。例如，通过在聚合物骨架中嵌入金属离子或有机小分子，构建模仿酶活性中心的催化位点。 3. 聚合物催化剂的表征与性能评估： 本书还将涵盖对聚合物催化剂进行全面表征的方法，包括但不限于：凝胶渗透色谱（GPC）用于分子量和分子量分布测定；核磁共振（NMR）和红外光谱（IR）用于结构鉴定；扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于形貌观察；X射线衍射（XRD）和比表面积分析（BET）用于结构和孔隙性质表征；以及催化活性和选择性评价方法，如气相色谱（GC）、高效液相色谱（HPLC）等。 第二部分：聚合物亲和剂的原理、设计与应用 1. 聚合物亲和剂的吸附与识别机制： 聚合物亲和剂的核心在于其能够特异性地识别并结合目标分子。这种亲和性可以源于多种相互作用，包括： 氢键作用： 聚合物链上或侧基上的氢键供体和受体官能团可以与目标分子上的互补基团形成氢键，实现特异性结合。 静电相互作用： 带电聚合物（如聚电解质）可以与带相反电荷的目标分子发生静电吸引，实现吸附。 疏水相互作用： 疏水性聚合物可以与疏水性目标分子在水溶液中发生聚集，实现结合。 π-π堆积作用： 含有芳香环的聚合物可以与含有芳香环的目标分子发生π-π堆积作用，实现相互识别。 金属配位作用： 含有配位基团的聚合物可以与金属离子或含有金属离子的生物分子形成配位键，实现选择性吸附。 本书将深入分析这些相互作用在聚合物亲和过程中的作用，并介绍如何通过设计聚合物的化学结构来调控其亲和能力和选择性。 2. 聚合物亲和剂的设计策略： 压印聚合物（Molecularly Imprinted Polymers, MIPs）： MIPs是聚合物亲和剂领域的一个重要分支。通过将模板分子与单体共聚，形成对模板分子具有高度选择性结合位点的聚合物。脱除模板分子后，聚合物中留下与模板分子形状、大小和化学性质相匹配的“印迹”空腔，从而实现对目标分子的特异性吸附。本书将详细介绍MIPs的制备方法、印迹机理，以及如何优化MIPs的结合能力和选择性。 仿生聚合物： 借鉴生物大分子（如抗体、酶、DNA）的识别机制，设计具有仿生识别能力的聚合物。例如，通过模仿抗体的特异性结合位点，设计能够识别特定抗原的聚合物。 嵌段共聚物与功能化聚合物： 嵌段共聚物的相分离结构可以为亲和识别提供有序的微环境，提高亲和效率。功能化聚合物则可以通过引入特定的识别基团来实现对特定分子的亲和。本书将探讨如何利用这些策略来设计高效的聚合物亲和剂。 智能响应性聚合物： 智能响应性聚合物能够根据外界环境（如pH、温度、光照、电场等）的变化而改变其结构和性质，从而实现对目标分子的可控吸附和释放。本书将重点关注这类聚合物在药物递送、分离纯化等领域的应用。 3. 聚合物亲和剂的应用领域： 生物传感： 聚合物亲和剂可以作为识别元件，用于构建各种高灵敏度和高选择性的生物传感器，用于检测疾病标志物、环境污染物等。 药物递送： 具有靶向性的聚合物亲和剂可以与药物载体结合，实现药物的靶向递送，提高疗效，降低副作用。 分离纯化： 聚合物亲和剂可以用于高效分离和纯化生物分子、污染物等，例如色谱分离、固相萃取等。 催化剂分离： 聚合物亲和剂可以用于选择性地吸附和回收反应产物或催化剂，实现绿色化学过程。 水处理： 聚合物亲和剂可以用于吸附和去除水中的重金属离子、有机污染物等。 结论与展望 本书《聚合物催化剂与亲和剂》的最后一章将对本领域的研究现状进行总结，并对未来的发展方向进行展望。这包括开发更高效、更具选择性、更稳定的聚合物催化剂和亲和剂；探索新的聚合技术和表征手段；以及进一步拓展聚合物在绿色化学、生物医药、环境科学等领域的应用。本书旨在为化学家、材料科学家、工程师以及相关领域的学生提供一个全面、深入的学习和研究平台，激励更多创新性的研究和应用。 本书内容丰富，涵盖了聚合物催化剂和亲和剂的理论基础、设计原理、制备方法、表征技术以及广泛的应用前景。它不仅能帮助读者深入理解聚合物在催化和亲和过程中的作用机制，更能启发读者在设计和开发新型聚合物材料方面提出创新的解决方案。

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